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[参考译文] INA149:INA149在0至180V 共模电压的半个周期内的饱和

Guru**** 2382630 points
Other Parts Discussed in Thread: INA149, INA149EVM, TMCS1133
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1473923/ina149-ina149-saturation-during-half-cycle-with-0-to-180v-common-mode-voltage

器件型号:INA149
主题中讨论的其他器件:TMCS1133.

工具与软件:

您好!


我有一个问题、在直列式全桥电流测量中使用 INA149时看起来像饱和。
我向50欧姆的负载施加180Vpk 交流电、得到3、6A 的峰值电流。 该设计应在高达500kHz 的频率下工作。 我使用75m Ω 的分流器来测量电流。


由于分流器是直列式的、因此 INA149输入端的共模电压是0到180V、超过500kHz 的半正弦波。 这太多了吗? 由于该器件在共模电压下的额定值为±275V、因此我希望设计能够正常工作。
当输出看起来饱和时、这是在一半 sin +180V 峰值期间、在0V 期间、它似乎起作用(请参阅以下的最后一张图)。
所以我认为共模 dV/dt 可能太高了吗? 但我在仿真模型中看不到这种行为。

阅读本文时的理解是: current-sense-amplifiers-common-mode-rejection-ratio-presentation-quiz.pdf 具有大电压时、CMRR 值不适用。
INA149的数据表未显示共模电压阶跃响应、因此我无法确认测量过程中看到的内容。

100kHz 良好运行
(Current =应用了增益的 INA149的输出电压) Amplitude =示波器探头
高频由全桥产生、负载是电源电阻器。

250kHz 时、运算放大器输出不再工作

谢谢!
Erwan

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    尊敬的 Erwan:  

    您能否演示如何设置 INA149以及您的条件(如电源电压、输入/输出条件等)是什么?

    谢谢!
    此致、
    Ashley

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    Ashley、

    我正在使用评估板 INA149EVM 修订版 A1。 我已经添加了一个75m Ω 的分流器、焊接在 SMD 焊盘 R_sense 上。 没有对其进行其他修改。

    电源为+-18V。
    输入电流为+- 3、6A、这些是手动触发时的512us 短脉冲、因此在我的测试中有一个脉冲>10s。 分流器没有热量。
    为了监控 INA149的输出电压、我已将 x10示波器探针直接连接到评估板上的附件。 I 使用自定义探头增益转换为放大器 = 133,3333 (1/75m Ω(shunt) x10 (探头增益))

    这里用蓝色显示了共模电压、用红色显示了100kHz 频率下来自 INA 的电流
    绿色表示来自电流钳位探针的电流。

    相同、但使用250kHz


    此致、

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    尊敬的 Erwan:  

    感谢您提供更多信息。  您是将 RefA 和 RefB 设置为电势还是对地短路?  

    此致、
    Ashley

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    您好!

    我将评估板的跳线设置为默认位置、使 REFA 和 REFB 接地。
    JMP1:开路、JMP2、JMP3设置为 GND、JMP4短路。

    此致。

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    尊敬的 Erwan:  

    您是否有来自 INA 的输入差分和电压信号输出的示波器捕捉? 我正在尝试 查看削波行为是否由 INA 的输入或输出限制引起。  

    此致、
    Ashley

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    您好!

    理论:我在50欧姆负载上有180V 的峰值、在差动输入上的0.075Ohm = 270mV 峰值上为3.6A 的峰值、我预计 INA149的输出端接近270mV 峰值。

    实际负载是50Ohm 绕线功率电阻器、因此它具有可在高频下抵抗电流变化的电感。

    测量结果:
    150kHz
    我在输出端有249mV 的峰值、希望我认为正确、因为与理论接近(并且由于负载的寄生电感而更低)。
    遗憾的是、我认为共模电压过高、无法使用14位分辨率测量差分输入事件。
    我有1、49Vpeak 愿望与测量的输出不一致。
    蓝色:+in (在评估板上)
    黄色:评估板的-in
    黑色=蓝色-黄色
    红色=评估板的输出电压
    探针通过接地钳位直接连接到评估板。

    250kHz 时的测量值相同


    我在脉冲开始时进行捕获、因为有一个更高的峰值可能会导致问题。

    此致。

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    尊敬的 Erwan:  

    感谢您提供更多示波器捕获和信息。 它看起来不是基于波形的共模电压限制、而是看起来输出被偏移、并且不再以250kHz 为零为中心。 我 将尝试在实验板上对此进行测试、以了解可能出现了什么问题。  

    同时、您是否使用多个器件测试了您的设置? 如果不是、您能否检查其他器件的行为?

    此致、
    Ashley

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    您好!

    正如您建议的那样、我已将评估板的 INA149替换为备用板。

    结果如下。 这与上述配置完全相同。 我看不出这会有什么不同。

    150kHz

    250kHz



    尝试使用更多频率时、电流开始在220kHz 处漂移

    反转 IN+和 IN-反转移位

    为了方便大家了解、我正在评估 tmcs1133霍尔效应电流传感器、使其执行与 INA149相同的功能。 您的同事可能会重现与我相同的高 dv/dt。 我想您知道这条消息可能会有所帮助。
    https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1472200/tmcs1133evm-inline-current-measurement-gain/5665707#5665707

    谢谢!
    Erwan

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    尊敬的 Erwan:

    感谢您进行额外的测量并感谢您的耐心等待。 我在实验室中测试了几种不同的条件、主要是变化频率下高达+200V 的高共模、从而无法看到与您所看到的行为相同。 我无法将您的输入信号与高压调制共模信号复制、但可能是由于频率较高而导致输出出现一些问题。 我将要求内部团队进一步调查此事、并在我收到反馈后向您提供最新信息。

    谢谢!
    此致、
    Ashley

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    尊敬的 Erwan:  

    对这一反应的延误深表歉意。 由于这是一个较旧的设计、我们一直在等待设计团队的反馈。  

    INA149的输出有问题、因为该器件达到输入共模的转换限值、并且无法正确抑制共模信号和调节输出。 实际上、您应该也会在150kHz 看到一些失真效应、但由于额外的噪声、它在输出上不那么明显、并且输出示波器屏幕截图不够接近。  

    遗憾的是、在此特定用例中使用 INA149可能很困难、因为它无法接受高频正弦输入共模-在低于10kHz 的频率下、我们期望输出运行时几乎没有失真。 建议将输入共模信号保持在10kHz 以下、以防止输出如此操作。  

    如果您有任何问题、敬请告知。
    谢谢!

    此致、
    Ashley